Materials and methods

La herramienta de simulación que se utiliza a lo largo de este documento es el software Ekahau. Este software permite realizar tanto un estudio teórico de cobertura como un site survey, permitiendo así corroborar los resultados obtenidos en el estudio teórico. Se trata de un software para planificación y análisis de redes WiFi. Esta herramienta de simulación realiza un dimensionamiento atendiendo tanto a los requisitos de cobertura del área física como a los requisitos de conectividad y caudales de los distintos dispositivos.

Para comenzar a trabajar sobre un diseño nuevo en primer lugar hay que cargar los mapas del edificio o zona que se quiere cubrir con conectividad WiFi.

La interfaz del programa es la siguiente:

En la Figura 4-1 Interfaz EkahauFigura 4-1 se muestra la interfaz gráfica del programa de simulación Ekahau. A la derecha de la imagen se observa el plano del recinto al que se desea dar cobertura y a la izquierda se tienen 3 opciones:

- Puntos de acceso: se muestran los puntos de acceso que se han colocado sobre el plano.

- Edificio: se pueden añadir planos de las distintas plantas, en el caso de que se trate de un edificio, y alinearlas de forma que se pueda utilizar la cobertura de los puntos de acceso de plantas inferiores en las superiores y viceversa.

- Distintos tipos de estudio.

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Una vez se ha cargado el mapa deseado sobre el que se desea instalar la infraestructura inalámbrica, el siguiente paso es establecer la escala adecuada, de forma que las distancias sean reales y se tenga una aproximación de la cobertura lo más certera posible.

Posteriormente, como se observa en la Figura 4-1, hay que añadir el tipo de muros, puertas, ventanas, armarios, escaleras,… que se muestran en el plano para saber cuánto se atenúa la señal en su recorrido a través del edificio en cuestión y cuál es la mejor localización de APs y antenas. Según el tipo de obstáculo elegido, la señal sufrirá más o menos atenuación. En la Figura 4-2 se muestran ejemplos de tipos de obstáculos que se pueden seleccionar y la atenuación que provoca cada uno de ellos a la señal.

Los siguientes factores son muy importantes a la hora de realizar un estudio teórico:

- Diagrama de radiación: un diagrama de radiación es una representación gráfica de cómo se propaga la señal en todas las direcciones a través de esa antena. Para simplificar la interpretación de este diagrama, se separa en dos: “Diagrama vertical” y “Diagrama horizontal”, simplemente se trata de la proyección vertical y la horizontal del diagrama de radiación. En la siguiente imagen se muestra un ejemplo de los diagramas de radiación vertical y horizontal de una antena.

Para entenderlo mejor, en la Figura 4-4 se muestran de forma más detallada los diagramas anteriores: Figura 4-3 Digramas de radiación horizontal y vertical

Ilustración de prestaciones del 802.11ac en cuanto a cobertura y tasa

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Los parámetros más importantes de un Diagrama de Radiación son:

o Dirección de apuntamiento: es la dirección de máxima radiación, en la que la antena radia su máxima potencia.

o Lóbulo principal: es el margen angular alrededor de la dirección de apuntamiento. o Lóbulos secundarios: resto de máximos relativos de valor inferior al principal.

Los diagramas de radiación que aparecen en la Figura 4-44 son más fáciles de interpretar. Los ejes radiales representan el azimut de la antena y las circunferencias circunscritas representan la ganancia de la antena en un azimut determinado. Se observa que la mayor ganancia se obtiene en el lóbulo principal. - Tilt de las antenas: ajuste de la inclinación de las mismas con respecto a un eje. Se puede dirigir la señal más arriba o más abajo, concentrando la energía en la dirección deseada. Cuando la antena se inclina hacia arriba se llama uptilt y cuando se inclina hacia abajo downtilt. En la Figura 4-55 se observa el efecto que provoca el tilt. Para dar cobertura a la zona deseada se modifica el ángulo de inclinación de la antena (señal amarilla) para apuntar a la zona deseada con el lóbulo principal y tener una señal de más potencia. A la zona no deseada llega señal por los lóbulos laterales, con menos potencia.

- Altura de los APs: en función de la distancia a la que se quiera llegar, se tendrán antenas más altas o más bajas.

- Potencia de emisión: la máxima potencia a la que pueden emitir los APs está regulada en el CNAF. Dependiendo de la banda en la que trabajen, los APs pueden transmitir a mayor o menor frecuencia. La

Figura 4-5 Tilt de las antenas

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banda de 2,4 GHz está limitada por una PIRE de 100 mW y la de 5 GHz por una PIRE de 200 mW. Aparece esta gran diferencia debido a que en la banda de 2,4 GHz hay muchos servicios funcionando de forma paralela y se necesita limitar la potencia para no interferir unos a otros. Sin embargo, la banda de 5 GHz está más desocupada permitiendo así una mayor potencia de emisión. La PIRE (Potencia Isótropa Radiada Equivalente) incluye a la potencia de transmisión y a la ganancia de la antena. - Canal de transmisión: como se ha mencionado anteriormente, dependiendo de la banda en la que

trabaje cada AP habrá más o menos canales sin solapamiento. Para tener un diseño correcto se deben utilizar canales que no se solapan entre sí para el diseño.

En los siguientes apartados se realiza un estudio de un escenario de alta densidad con la finalidad de ilustrar de forma práctica los conceptos que se han ido revisando a lo largo del documento. Se ha elegido este tipo de escenario porque es el que mejor ilustra las prestaciones del estándar 802.11ac: mayor capacidad, mayor cantidad de flujos binarios, mayor rendimiento y menor latencia.